焊接工藝與操作技術(shù)課件 模塊四單元2 TIG焊設(shè)備

TIG焊的設(shè)備模塊四單元2

CONTENTS目錄學(xué)習(xí)目標(biāo)1學(xué)習(xí)內(nèi)容2學(xué)習(xí)小結(jié)3目錄ContentsCONTENTS目錄

第一部分學(xué)習(xí)目標(biāo)基本要求重點(diǎn)1.學(xué)習(xí)目標(biāo)一、基本要求1、掌握TIG焊設(shè)備組成2、了解TIG焊焊機(jī)型號(hào)代碼3、掌握TIG焊電源4、掌握TIG焊焊槍5、了解TIG焊鎢電極6、了解TIG焊其他設(shè)備7、掌握TIG焊焊機(jī)選擇8、了解國(guó)內(nèi)外TIG焊焊機(jī)現(xiàn)狀二、重點(diǎn)1、掌握TIG焊設(shè)備組成2、掌握TIG焊電源3、掌握TIG焊焊槍CONTENTS目錄

第二部分學(xué)習(xí)內(nèi)容1.TIG焊設(shè)備組成2.TIG焊焊機(jī)型號(hào)代碼3.TIG焊電源4.TIG焊焊槍5.TIG焊鎢電極6.TIG焊其他設(shè)備7.TIG焊焊機(jī)選擇8.TIG焊焊機(jī)現(xiàn)狀1.TIG焊焊接系統(tǒng)組成TIG焊焊接系統(tǒng)組成（1）電源線（2）焊接電源（3）焊槍線纜（4）地線（5）焊槍（6）地線夾（7）工件（8）填充金屬（9）保護(hù)氣體2.1TIG焊焊機(jī)型號(hào)代碼W大類名稱，TIG焊機(jī)小類名稱，Z/S/D/Q附注特征，J/E/M或缺省系列序號(hào)，1/2/3/4/5/6/7/8基本規(guī)格，額定電流派生代號(hào)和改進(jìn)序號(hào)，不用時(shí)缺省GB/T10249-2010SE5200

（xx）

2.2TIG焊焊機(jī)型號(hào)代碼

第一字母

第二字母第三字母第四字母代表字母大類名稱代表字母小類名稱代表字母附注特征數(shù)字序號(hào)系列符號(hào)W

TIG焊機(jī)ZSDQ自動(dòng)焊手工焊點(diǎn)焊其他省略JEM直流交流交直流脈沖省略12345678焊車式全位置焊車式橫臂式機(jī)床式旋轉(zhuǎn)焊頭式臺(tái)式焊接機(jī)器人變位式真空充氣式GB/T10249-2010WSE5-200：手工交直流TIG焊機(jī)，額定電流200A3.1TIG焊電源——發(fā)展歷史

TIG焊接電源根據(jù)功能不同分為交流電源、直流電源及脈沖電源。目前在一臺(tái)多功能焊接電源上可進(jìn)行交直流的切換及脈沖有無(wú)的選擇。1970年在直流TIG焊接電源中實(shí)現(xiàn)可控硅控制，替代磁飽和電抗器焊接電源，焊接電源的性能得到提高。1976年出現(xiàn)控制速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)一般可控硅的大功率晶體管，焊接電源的性能得到飛速的發(fā)展。1982利用上述大功率晶體管作為控制元件的晶體管逆變控制的直流電源發(fā)布，1986年成功開發(fā)了交流、直流兼用的逆變控制TIG焊接電源并產(chǎn)品化，進(jìn)一步推進(jìn)焊接電源逆變化。TIG年份方式工藝控制方式交流直流在售電源構(gòu)成及特點(diǎn)磁飽和電抗器式磁飽和電抗器式大功率晶體管可控硅（直流）可控硅控制逆變控制晶體管控制（包括逆變控制）可控硅（脈沖）可控硅（交/直）模擬式晶體管（直流脈沖）逆變（直流脈沖）逆變（交/直）3.2TIG焊電源——直流電源控制方法電路圖原理特點(diǎn)可控硅控制變壓器可控硅直流電抗器在變壓器輸出側(cè)通過(guò)控制可控硅導(dǎo)通的相位角來(lái)調(diào)整輸出。-容易調(diào)整并得到穩(wěn)定的輸出。-容易實(shí)現(xiàn)大功率化。晶體管斬波變壓器可控硅晶體管流電抗器在變壓器輸出側(cè)對(duì)電流進(jìn)行整流后，通過(guò)晶體管對(duì)之進(jìn)行斬波來(lái)調(diào)整輸出。-輸出容易調(diào)整-響應(yīng)迅速-與逆變控制式焊接電源相比體積大逆變控制整流器逆變器變壓器整流器直流電抗在變壓器輸入側(cè)利用逆變器將上級(jí)電流變成高頻交流，同時(shí)進(jìn)行輸出電流調(diào)整。-由于應(yīng)對(duì)速度高，輸出電流更加穩(wěn)定、良好。-焊接電源小型、輕便。-焊接電源耗能小引擎驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)式引擎發(fā)電機(jī)整流器直流電抗器驅(qū)動(dòng)用引擎與發(fā)電機(jī)做成一體，通過(guò)抽頭切換開關(guān)或旋鈕進(jìn)行輸出電流的調(diào)整。-由于自身可以發(fā)電，不要配電設(shè)備-焊接電源體積大，重量重、噪音大斜下降電路激磁電路3.3TIG焊電源——交/直流電源控制方法電路圖原理特點(diǎn)可動(dòng)鐵心式帶可動(dòng)鐵心變壓器整流器直流電抗器通過(guò)可動(dòng)鐵心的移動(dòng)來(lái)調(diào)整輸出電流通過(guò)交直流電路的切換，可以輸出交流、直流。-結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單-很難保證輸出電流的穩(wěn)定可控硅控制變壓器可控硅直流電抗器通過(guò)控制可控硅導(dǎo)通的相位角來(lái)調(diào)整輸出。通過(guò)交直流電路的切換，可以輸出交流、直流-容易調(diào)整并得到穩(wěn)定的輸出。-可以調(diào)整表面氧化膜清潔寬度逆變控制

在變壓器輸入側(cè)利用1次逆變器將上級(jí)整流過(guò)的直流變成高頻交流后整流，然后再次通過(guò)2次逆變器將整流過(guò)的直流變成交流。-輸出電流更加穩(wěn)定-焊接電源小型、輕便-焊接電源耗能小-表面氧化膜清潔寬度的調(diào)整范圍大。整流器直流電抗器2次逆變器整流器1次逆變器變壓器3.4TIG焊電源——電弧特性在0到30A的小電流的范圍內(nèi)，隨著電流的增加電弧電壓減小，呈現(xiàn)負(fù)電阻效應(yīng)，然后轉(zhuǎn)移到恒定電壓特性區(qū)。隨著電流的進(jìn)一步的提高，電壓隨著電流的增加而增加，呈現(xiàn)上升特性保持電流-電壓一定，增加電弧長(zhǎng)度，電弧電壓基本成比例上升。原因是電弧電壓與電弧長(zhǎng)度成正比。特性:含2%氧化鈰的鎢電極(3.2mm)陰極:水冷銅板氬氣流量:10L/minTIG電弧的電流-電壓特性電弧電壓(V)電流(A)電弧長(zhǎng)度3.5TIG焊電源——電源特性

右圖表示焊接電源的外部特性（實(shí)線）與電弧的靜特性（虛線）。電源的工作點(diǎn)為實(shí)線與虛線的交點(diǎn)S電（Q點(diǎn)也為工作點(diǎn)，但由于在Q點(diǎn)電弧不穩(wěn)定，工作點(diǎn)立即移動(dòng)到S點(diǎn)）。如果電弧長(zhǎng)度從L1變?yōu)長(zhǎng)2，則工作點(diǎn)將有S1變?yōu)镾2點(diǎn)，但上述二點(diǎn)之間的電流差很小，電弧仍可以維持。另外，如果使用垂直下降特性的焊接電源，即使焊接電弧長(zhǎng)度有變化，電流也能保持一定，所以可得到熔深恒定的焊接結(jié)果。逆變焊接電源就是使用垂直下降特性。空載電壓緩降外特性來(lái)垂直下降外特性current電壓(V)電弧長(zhǎng)度L1<L2電流(A)焊接電源的外部特性及電弧靜特性L2L13.6TIG焊電源——逆變控制器二次整流管二次逆變晶體管一次逆變晶體管一次整流管交直兩用晶體管逆變控制焊接電源3.7TIG焊電源——逆變式直流50/60HzACDC控制ACDCDC50/60Hz逆變式直流TIG焊接電源的電路構(gòu)成首先，將商用頻率的交流(a)整流、濾波使之平滑，變換成直流(b)。然后，利用以晶體管為開關(guān)元件的逆變器件將上述直流變換為50Hz～8kHZ的交流(c)。接著通過(guò)變壓器將電壓降到適合焊接的合適電壓(d)，然后再次整流(e)并通過(guò)直流電抗器使電流波形平滑(f)。最后將此平滑化的直流電流供給電弧。作為輸出電流的控制一般使用脈沖寬度控制方式（在一定的周期內(nèi)進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作，通過(guò)改變脈沖寬度來(lái)控制輸出電流平均值的方法）。3.8TIG焊電源——逆變式交流逆變式交流TIG焊接電源的構(gòu)成與逆變式直流TIG焊接電源不同，從輸入、一次整流、一次逆變和二次整流與逆變式直流TIG焊接電源一樣，但在二次整流之后又增加了二次逆變。一次逆變是將直流變成高頻交流，二次逆變是將從二次整流出來(lái)的直流變成適合于交流焊接用的50～100HZ的低頻交流。一次逆變二次逆變鎢電極母材二次整流一次整流輸入50/60HzAC逆變式交流TIG焊接電源的基本電路4.1TIG焊焊槍冷卻水保護(hù)氣冷卻水出水軟管冷卻水進(jìn)口焊接電纜保護(hù)氣軟管鎢電極夾噴嘴鎢電極焊槍冒TIG焊槍的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（水冷焊槍）焊槍由焊槍體、噴嘴、電極夾、焊槍冒、氬氣軟管、電纜、鎢電極等組成焊槍的種類則根據(jù)操作方法不同分為以下四種（1）手工操作用焊槍（空冷、水冷）（2）半自動(dòng)焊接用焊槍（3）機(jī)器人焊接用焊槍（4）電弧點(diǎn)焊用焊槍4.2TIG焊焊槍AW-9120A空冷焊槍AW-17150A空冷焊槍AW-18300A水冷焊槍AW-26200A空冷焊槍AW-12500A水冷焊槍典型手工TIG焊槍送絲裝置與焊槍一體型TIG焊槍左下圖為典型手工TIG焊槍，分為空冷、水冷兩種。右下圖為半自動(dòng)TIG焊接焊槍，送絲裝置與焊槍成一體。由于一體型TIG焊槍采用直徑為0.4mm～1.0mm的細(xì)徑焊絲，熔池平穩(wěn)，可以穩(wěn)定地進(jìn)行連續(xù)高速自動(dòng)送絲。所以與手工進(jìn)絲的TIG焊接相比較，半自動(dòng)TIG焊熔敷量增大、焊接效率高。5.1鎢電極電極直徑(mm)焊接電流(A)ACDC電極接負(fù)DC電極接正WThWW,ThWW,ThW0.51.01.62.43.24.04.86.45-1510-6050-100100-160150-210200-275250-350325-4755-2015-8070-150140-235225-325300-425400-525500-7005-2015-8070-150150-250250-400400-500500-800800-1100--10-2015-3025-4040-5555-8080-125符號(hào)：W——純鎢，ThW——含釷電極鎢電極一般為純鎢電極及摻有釷元素的鎢電極兩種。當(dāng)電極接負(fù)時(shí)，熱電子的放出會(huì)使電極端部冷卻。但含有釷的電極的冷卻作用要比純鎢電極強(qiáng)，即使焊接過(guò)程中電極也不熔化（所以，電極的消耗得到抑制）。當(dāng)電極接正時(shí)，即使在小電流焊接點(diǎn)極端部也會(huì)熔化，其允許的焊接電流要比電極接負(fù)時(shí)的允許值小得多（約1/10）。通常當(dāng)直流負(fù)接（電極接正）時(shí)使用含釷的電極，當(dāng)交流焊接時(shí)使用純鎢或含釷的電極。5.2鎢電極——鎢極消耗

(a)直流時(shí)(b)交流時(shí)直流:300A電極直徑:3.2mm連續(xù)燒弧時(shí)間:30min

直流:200A電極直徑:3.2mm連續(xù)燒弧時(shí)間:30minW-----純鎢電極,ThW-----含釷電極,CeW----含鈰電極電極的消耗量(mg)電極的消耗量(mg)

隨著以機(jī)器人焊接為代表的自動(dòng)、高精度、高質(zhì)量的焊接需要的不斷提高，含釷鎢極的性能（小電流區(qū)的起弧性、電弧的安定性及電極的耐消耗性）已越來(lái)越不夠，現(xiàn)在正在開發(fā)具有更高性能的電極。電極消耗量的比較5.3鎢電極——鎢極消耗在TIG焊接中當(dāng)將鎢電極接正、母材接負(fù)時(shí)，電弧具有將鋁等母材表面的氧化膜去除的清潔功能(陰極霧化作用)，但同時(shí)由于鎢電極的過(guò)熱容易造成電極激烈損耗。在使用逆變式交流TIG焊接電源進(jìn)行焊接時(shí)，為了既能充分得到上述氧化膜清潔作用又能抑制電極的損耗，將焊槍接正的時(shí)間設(shè)定得很短。與原先的焊接電源相比較，使用逆變電源時(shí)的電極損耗量少。另外，通過(guò)改變焊槍接正的時(shí)間可以很方便地調(diào)整氧化膜清潔寬度?？煽毓璺绞浇涣髂孀兎绞侥孀兒附与娫磁c老式焊接電源的電極消耗比較6.TIG焊其他設(shè)備TIG焊接設(shè)備的附屬設(shè)備有遙控器、送絲裝置、氣體流量調(diào)節(jié)器、冷卻水循環(huán)裝置等(2)送絲裝置TIG手工焊接使用手工填加焊絲，但在進(jìn)行半自動(dòng)焊接或自動(dòng)焊接時(shí)使用卷成盤狀的焊絲，并利用送絲裝置進(jìn)行自動(dòng)送絲。(1)遙控器TIG焊接中使用遙控器對(duì)“焊接電流”、“脈沖電流”或“弧坑電流”進(jìn)行調(diào)節(jié)。也有使用焊接電源的前面板上的調(diào)節(jié)旋鈕對(duì)上述參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)的焊接電源。6.TIG焊其他設(shè)備(4)冷卻水循環(huán)裝置當(dāng)在沒有自來(lái)水水源的地方需要使用水冷焊槍時(shí)，使用冷卻水循環(huán)裝置。(5)焊接線纜、工作線纜焊接電纜：一端帶有接線片連接器，另一端帶有接線片；工作電纜：一端為接線片連接器，另一端為600安培C型夾。(3)氣體流量調(diào)節(jié)器(流量計(jì))及壓力調(diào)節(jié)器雖然氣體流量調(diào)節(jié)器在壓力流量調(diào)節(jié)器的下側(cè),但一般將上述兩個(gè)調(diào)節(jié)器做成一體，在流量調(diào)節(jié)器上裝有氣體流量調(diào)節(jié)閥。在流量計(jì)內(nèi)部有一個(gè)圓錐形透明管，當(dāng)氣體在管中從下往上流時(shí)，由于氣體壓力將